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1、1【高考调研】2015 高考历史总复习 4-5 宇宙速度 人造卫星训练试题 新人教版1(多选)(2011广东)已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常量为 G.有关同步卫星，下列表述正确的是()A卫星距地面的高度为3GMT24 2B卫星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为 GMmR2D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析卫星受到的万有引力提供向心力，大小为 G ，选项 C 错误；由 GMm R h 2 m (R h)，可得卫星距地面的高度 h R，选项 A 错误；由 GMm R h 2 4 2T2 3GMT24 2 m ，可
2、得卫星的运行速度 v ，而第一宇宙速度 v1 ，选项 B 正Mm R h 2 v2R h GMR h GMR确由 G ma，可得卫星的向心加速度 a ，而地球表面的重力加速度Mm R h 2 GM R h 2g ，选项 D 正确GMR2答案BD2(单选)(2013江西师大附中临川一中高三联考)物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度，第二宇宙速度 v2与第一宇宙速度 v1的关系是 v2 v1.已知某星球2半径是地球半径 R 的 1/3，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度 g 的 1/6.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A. B.gR13gRC. D.16gR 3gR
3、解析对该星球附近的卫星，有 mg m ，则第一宇宙速度 v 1 v 21r g r 26， 所以该星球的第二宇宙速度为 v 2 v 1 ， 则 B 项正确gR 2gR3答案B3(多选)(2013苏北四市二模)设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行 n 圈所用的时间为 t.登月后，宇航员利用身边的弹2簧秤测出质量为 m 的物体重力为 G1.已知引力常量为 G，根据以上信息可得到()A月球的密度 B飞船的质量C月球的第一宇宙速度 D月球的自转周期解析由于飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，根据 G mr( )2可知，由已知量Mmr2 2T只能求出月球的质量，不
4、能求出飞船的质量，选项 B 错误；由飞船绕行 n 圈的时间为 t，可以求出飞船绕月球运动的周期 T ，而求不出月球的自转周期，选项 D 错误；由于飞船tn在月球表面，所以万有引力等于重力，即 G G1 mr( )2，可得月球的半径Mmr2 2Tr ，又由 G1 m ，可得月球的第一宇宙速度 v ，选项 C 正确；根据G1T24m 2 v2r G1T2 mG G1 mr( )2和 V r3可得月球的密度 ，选项 A 正确Mmr2 2T 43 3GT2答案AC4.(多选)(2010山东)1970 年 4 月 24 日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业
5、的新纪元 “东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点的 M 和远地点的 N 的高度分别为 439 km 和 2 384 km，则()A卫星在 M 点的势能大于 N 点的势能B卫星在 M 点的角速度大于 N 点的角速度C卫星在 M 点的加速度大于 N 点的加速度D卫星在 N 点的速度大于 7.9 km/s解析从 M 点到 N 点，地球引力对卫星做负功，卫星势能增加，A 项错误；由ma ，得 aMaN，C 项正确；在 M 点， mrN ，故 M N，BGMmr2 GMmr2M 2M GMmr2N 2N项正确；在 N 点，由 ，得 vN 7.9 km/s ，D 项错误GMmr2Nmv2NrN GM
6、rN GMr地答案BC5(单选)(2012安徽)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前， “天宫一号”的运行轨道高度为 350 km， “神舟八号”的运行轨道高度为 343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则()A “天宫一号”比“神舟八号”速度大B “天宫一号”比“神舟八号”周期长3C “天宫一号”比“神舟八号”角速度大D “天宫一号”比“神舟八号”加速度大解析根据万有引力提供向心力可得， G m ， v ，则轨道半径越大，线速度Mmr2 v2r GMr越小，A 项错误；由 G m r 可得， T2 ，则轨道半径越大，周期越大，B 项正Mmr2 4 2T2 r3GM确；由 G m 2r
7、 可得， ，则轨道半径越大，角速度越小，C 项错误；由 G maMmr2 GMr3 Mmr2可得， a ，则轨道半径越大，加速度越小，D 项错误GMr2答案B6(单选)(2010安徽)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于 2011年 10 月发射第一颗火星探测器“萤火一号” 假设探测器在离火星表面高度分别为 h1和 h2的圆轨道上运动时，周期分别为 T1和 T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为 G.仅利用以上数据，可以计算出()A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速
8、度和火星对“萤火一号”的引力解析 G m (R h1)及 G m (R h2)可求出火星的半Mm R h1 2 4 2T21 Mm R h2 2 4 2T2径 R 和质量 M，再由 G mg 及 M R3可求出火星的密度和火星表面的重力加速度，MmR2 43A 项对，C 项错由于“萤火一号”的质量未知，因此无法求出火星对“萤火一号”的引力，B、D 两项错答案A7(单选)1990 年 4 月 25 日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约 600 km 的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行已知地球半径为 6.4106 m，利用地球同步卫星与地球
9、表面的距离为 3.6107 m 这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运动的周期以下数据中最接近其运动周期的是()A0.6 小时 B1.6 小时C4.0 小时 D24 小时解析由 G mr ，可得 T ，另 G mg，则 GM R2g，所以 T2Mmr2 4 2T2 4 2r3GM MmR2，即 T .由 T 哈 T 同 24 h1.6 h.r3R2g r3 r哈r同 3 71064.24107 34答案B8(单选)(2011课标全国)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为
10、 3.8105 km，运行周期为 27 天，地球半径约为 6 400 km，无线电信号的传播速度为 3108 m/s)()A0.1 s B0.25 sC0.5 s D1 s解析由 G mr( )2得， r3 T2，则 ，即 r 同 r 月 ；同步卫Mmr2 2T GM4 2 r3同r3月 T2同T2月 3T2同T2月星的周期 T 同 1 天，代入数据得， r 同 4.210 7 m；则 t 0.24 s，选2 r同 r地 c项 B 正确答案B9(单选)(2012北京)关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是()A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B沿椭圆轨道运行的一颗卫
11、星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合解析环绕地球运动的卫星，由开普勒第三定律 常数，知当椭圆轨道半长轴与圆R3T2形轨道的半径相等时，两颗卫星周期相同，A 项错误；沿椭圆轨道运行的卫星，只有引力做功，机械能守恒，在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同，B 项正确；所有地球同步卫星相对地面静止，运行周期都等于地球自转周期，由 ，得GMmR2 4 2mRT2R ，轨道半径都相同， C 项错误；同一轨道平面、不同轨道半径的卫星，相同轨道3GMT24 2半径、不同轨道
12、平面的卫星，都有可能(不同时刻)经过北京上空，D 项错误答案B10(多选)(2012江苏)2011 年 8 月， “嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的()5A线速度大于地球的线速度B向心加速度大于地球的向心加速度C向心力仅由太阳的引力提供D向心力仅由地球的引力提供解析由于飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，则周期相同，根据 v 可知 A2 rT项正确；由 a( )2r.可知 B 项正确；飞行器的向心力由地球和太阳的
13、万有引力共同提2T供，C、D 两项错误答案AB11(多选)(2013辽宁省大连市高三双基测试)我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有 5 颗地球同步卫星在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，如图所示，然后在 Q 点通过改变卫星的速度，让卫星进入地球同步轨道，则()A该卫星的发射速度必定大于 11.2 km/sB卫星在同步轨道上的运行速度小于 7.9 km/sC在轨道上，卫星在 P 点的动能小于在 Q 点的动能D在轨道上的运行周期大于在轨道上的运行周期解析11.2 km/s 是第二宇宙速度，卫星发射速度 v 只有满足 7.9 km/sv11.2 km/s才能沿椭
14、圆轨道绕地球运动，A 项错误卫星绕地球沿同步圆轨道运动的速度都小于 7.9 km/s，B 项正确沿轨道由 P 点运动到 Q 点，万有引力对卫星做负功，动能减小，C 项错误由开普勒行星运动第三定律可知，轨道半径或半长轴越大，运行周期越大，本题中轨道的直径大于轨道的长轴，所以卫星在轨道上运行周期大，D 项正确答案BD12(单选)(2013浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)2012 年 10 月 25 日，我国将第十六颗北斗卫星“北斗G6”送入太空，并定点于地球静止轨道东经 110.5.由此，具有完全自主知识产权的北斗系统将首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、6授时服务，并具短报文通信
15、能力其定位精度优于 20 m，授时精度优于 100 ns.关于这颗“北斗G6”卫星以下说法中正确的有()A这颗卫星轨道平面与东经 110.5的经线平面重合B通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C这颗卫星的线速度大小比离地 350 km 高的“天宫一号”空间站线速度要大D这颗卫星的周期一定等于地球自转周期解析由题意知该卫星是一颗地球同步卫星，它的轨道平面与赤道平面重合，它的周期等于地球的自转周期，它离地高度大于 350 km，它的线速度要比离地高度等于 350 km的“天宫一号”空间站线速度要小，故只有选项 D 正确答案D13(多选)(2012广东)如图所示，飞船从轨道 1 变轨至轨道 2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道 1 上，飞船在轨道 2 上的()A动能大 B向心加速度大C运行周期长 D角速度小解析飞船在轨道上做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供， G
